(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極の間に配置された変換層と、を有して放射線又は光を電荷に変換する変換素子と、
前記第１電極に接続された第１のトランジスタと、
前記第１電極に接続され、前記第１のトランジスタよりも動作抵抗の低い第２のトランジスタと、
前記第１のトランジスタ又は前記第２のトランジスタを選択する選択手段と、
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタと接続された信号配線と、
を備え、
前記選択手段が前記第１のトランジスタを選択した場合には前記第１のトランジスタが前記電荷を前記信号配線に転送し、前記選択手段が前記第２のトランジスタを選択した場合には前記第２のトランジスタが前記電荷を前記信号配線に転送することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記選択手段は、動画モードにおいて前記第２のトランジスタを選択し、静止画モードにおいて前記第１のトランジスタを選択することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第２のトランジスタは、前記第１のトランジスタよりも、チャネル幅（Ｗ）とチャネル長（Ｌ）の比（Ｗ／Ｌ）が大きく、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２のトランジスタは、前記第１のトランジスタよりも、チャネル個数が少なく、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは多結晶シリコンの薄膜トランジスタであり、前記第２のトランジスタは、前記第１のトランジスタよりも、シリコンの平均結晶含有体積が多いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタは多結晶シリコンの薄膜トランジスタであり、前記第２のトランジスタは、前記第１のトランジスタよりも、シリコンの平均結晶粒径が大きいことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置からの信号を処理する信号処理手段と、
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いた液晶パネルは、ＴＦＴと光電変換素子とを組み合わせることで撮像装置や放射線撮像装置としても利用されている。また、駆動速度についても多様化しており、特許文献１に示すように、駆動周波数に応じて素子の容量を切り換え、時定数を制御する提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６１５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に示される構成では、時定数を大きくするために素子の容量を大きくすると、ＫＴＣノイズが増加するなど特性に悪影響が出てしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＴＦＴと変換素子とを組み合わせた撮像装置において、動画モードでのアーチファクトの低減と静止画モードでのノイズの低減とによって、各撮影モードで良好な画像を得ることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わる撮像装置は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極の間に配置された変換層と、を有して放射線又は光を電荷に変換する変換素子と、前記第１電極に接続された第１のトランジスタと、前記第１電極に接続され、前記第１のトランジスタよりも動作抵抗の低い第２のトランジスタと、前記第１のトランジスタ又は前記第２のトランジスタを選択する選択手段と、前記第１のトランジスタ及び前記第２のトランジスタと接続された信号配線と、を備え、前記選択手段が前記第１のトランジスタを選択した場合には前記第１のトランジスタが前記電荷を前記信号配線に転送し、前記選択手段が前記第２のトランジスタを選択した場合には前記第２のトランジスタが前記電荷を前記信号配線に転送することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＴＦＴと光電変換素子とを組み合わせた撮像装置において、動画モードでのアーチファクトの低減と静止画モードでのノイズの低減とによって、各撮影モードで良好な画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の簡易等価回路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の簡易等価回路図で、図１とは異なる例を示した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の画素の平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の簡易等価回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係わる画素の平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係わる画素の平面図で、（ａ）は図５とは異なる例を示した図であり、（ｂ）は図５の画素を形成する途中工程を示した図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に関わる駆動のタイミングチャートである。
【図８】本発明に係わるＸ線撮像装置の実装形態の模式的構成図及び模式的断面図である。
【図９】本発明に係わるＸ線撮像装置のＸ線診断システムへの応用例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１乃至図３を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の簡易等価回路図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の簡易等価回路図で、図１とは異なる例を示した図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の画素の平面図である。本実施形態の撮像装置は、可視光、赤外光等の光、又はＸ線、α線、β線、γ線等を含む放射線を電気信号に変換する変換素子を有する。以下、変換素子として光を電気信号に変換する光電変換素子を用いた撮像装置で説明する。
【００１１】
図１において、光電変換素子Ｃ１１は、第１の薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴ）（Ｔ１）及び第２のＴＦＴ（Ｔ２）を介して信号配線Ｓ１に接続されており、光電変換素子Ｃ１１の信号が信号処理回路１０３に出力される。また、第１のＴＦＴ（Ｔ１）は第１のゲート配線Ｇ１１により供給される電圧により制御されており、第２のＴＦＴ（Ｔ２）は第２のゲート配線Ｇ２１により供給される電圧により制御されている。第１のゲート配線Ｇ１１と第２のゲート配線Ｇ２１は、周辺に配置されたゲートドライバー回路１０１と画素領域の間に配置された切換部１０２により選択が可能である。
【００１２】
放射線のために特に用いられる撮像装置（放射線撮像装置）は、動画モードではＴＦＴの転送能力が重要なファクターとなる。これには、次のような理由が挙げられる。動画モードにおいては、放射線としてのＸ線が連続して人体に爆射されるため、Ｘ線の線量を低減するため単位時間あたりの放射線量が静止画モードに比べて低いれる。そして、動画モードは、フレームレートが速いため、１フレームあたりに照射されるＸ線量が極端に低いことから、入射Ｘ線に基づいて生成されるキャリアが静止画モードと比較し非常に少ない。このため、動画モードにおいては、少ないキャリアを短時間で確実に転送するためのＴＦＴの転送能力が必要になる。
【００１３】
逆に、静止画モードでは、動画モードより多いＸ線量が人体に爆射され、動画モードよりも長い時間でキャリアが転送されるが、精度が高い読み取りによる高画質化が重要なファクターとなる。特に、人体のアライメント（位置合わせ）後の診断用撮影で静止画モードを用いる場合等、撮り直しを防いで人体に爆射されるＸ線量を低減するためにも、静止画モードの高画質化が要求される。
【００１４】
ここで、特許文献１に示されるように、補助容量を画素容量に対して回路接続制御する開閉スイッチを設け、開閉スイッチを制御し蓄積電荷読出しの時定数を制御する光検出装置がある。しかし、このような構成では、画素容量と補助容量が接続された際、画素容量が大きくなるため、容量に比例したＫＴＣノイズ（熱雑音）が増加し、特に時定数を大きくした静止画モードでのノイズが増加する。また、動画モードでも使用するＴＦＴを静止画モードで使用することで時定数を大きくしても、ＴＦＴのリーク電流は同じため、リーク電流に応じたノイズが発生してしまう。
【００１５】
そこで、本実施形態では、動画モードと静止画モードの専用のＴＦＴを各画素に配置することで、ＴＦＴの動作抵抗と画素容量の積からなる転送時定数を制御する。言い換えると、転送時定数が異なるＴＦＴを各画素に配置して、動画モードと静止画モードとで所定の転送時定数を有するＴＦＴを選択する。具体的には、第１のＴＦＴ（Ｔ１）と第２のＴＦＴ（Ｔ２）は動作抵抗が異なり、第１のＴＦＴ（Ｔ１）が高速駆動用、第２のＴＦＴ（Ｔ２）が低速駆動用のＴＦＴとなっている。ＴＦＴの動作抵抗は、ＴＦＴのオン抵抗とも言う。ここで、例えば、撮像装置が医療用のＸ線診断で使用される放射線撮像装置の場合、高速で診断画像を読み取る動画モード（フレームレートが例えば３０ＦＰＳ）では、第１のＴＦＴ（Ｔ１）を使用する。また、低速（高画質）で読み取る静止画モード（フレームレートが例えば０．５ＦＰＳ）では、第２のＴＦＴ（Ｔ２）を使用する。このような構成にすることで、動画モードでの読み取り時は、発生したキャリアを全て転送し読み取ることのできるアーチファクトのない画像を取得することが可能になる。また、静止画モードでの読み取り時は、補助容量を設けないことで、ＫＴＣノイズやＴＦＴのリークに関わるノイズを小さく抑えることができ、高画質な画像を取得し、Ｘ線量の低減につなげることができる。更に、ＴＦＴの動作抵抗を下げることで、流れる電流に応じて発生するショットノイズの低減も可能となる。
【００１６】
つまり、本実施形態では、動画モード・静止画モードそれぞれ専用のＴＦＴを配置することで、動画モードでは少ない電荷を確実に転送しアーチファクトのない画像を取得することができる。また、静止画モードに切り換えることで、ＫＴＣノイズ・ＴＦＴリークに関わるノイズ・ショットノイズの全てを低減した診断画像を取得することができる。なお、本発明は、放射線撮像装置に限定されるものではなく、例えば、スキャナーなどに使用可能な、平面エリアセンサについても同様に適用可能である。
【００１７】
次に、前述の第１のＴＦＴ（Ｔ１）と第２のＴＦＴ（Ｔ２）の転送能力について説明する。図１には示していないが、例えば、第１のＴＦＴ（Ｔ１）は、動画モードでの撮影用に動作抵抗が低いＴＦＴを用いている。また、図１に示す第１のＴＦＴ（Ｔ１）及び第２のＴＦＴ（Ｔ２）は、後述の図３に示すように、双方ともボトムゲート型のアモルファスシリコンＴＦＴを用いている。非晶質シリコンＴＦＴは、多結晶シリコンＴＦＴと比較し移動度が低く、０．５〜１．０ｃｍ2／Ｖｓ程度であるが、形成プロセスが少なく、低価格で撮像装置を提供できるメリットがある。しかし、移動度が小さいため、ＴＦＴのサイズが大きくなる欠点がある。そこで、変換素子の開口率を減らさない範囲の第１のＴＦＴ（Ｔ１）（動画モード用）の転送速度は、１μｓ程度が現実的になる。
【００１８】
また、放射線撮像装置では、一般的な画素サイズは１００〜２００μｍ程度、撮影領域は一辺２０〜４０ｃｍ程度であり、画素数は１ラインあたり２０００〜３０００ｐｉｘｅｌ程度である。動画モードでは、１５〜３０ＦＰＳ程度のスピードが要求されており、１ラインの駆動時間は、１０〜２０μｓ程度が必要になる。この時間内に、（１）電荷転送、（２）サンプルホールド、（３）電荷読出し、場合によって（４）画素内リセットを行うため、電荷転送できる時間は約半分の５〜１０ｕｓ程度，ＴＦＴの動作抵抗と画素容量の積からなる転送時定数は、１／１０程度の１〜２μｓ程度が望ましい。つまり、動画モードで使用するＴＦＴは、およそ２μｓ以下の転送時定数要求される。静止画モードでは、転送スピードは遅くて構わないが、遅すぎると撮影からディスプレイ表示までのディレイが長くなり、また、ＴＦＴのリーク電流などの影響で正確な画像取得情報が得られなくなる。そのため、１〜２ＦＰＳ程度のスピードで十分であり、１ラインの駆動時間は、１５０〜３００μｓ程度となる。つまりＴＦＴの動作抵抗と画素容量の積からなる転送時定数は、１５〜３０μｓ程度が望ましい。つまり、静止画モードで使用するＴＦＴは、およそ１０μｓ以上の転送時定数があれば良い。また、静止画モードのＴＦＴの動作抵抗を動画モードと区別し高くすることで、ＴＦＴリーク電流の防止やショットノイズの防止が可能となり、取得画像の画質の向上につながる。
【００１９】
以上のことから、非晶質シリコンＴＦＴにおいては、動画モード用である第１のＴＦＴ（Ｔ１）の転送時定数を例えば２μｓ以下とし、静止画モード用である第２のＴＦＴ（Ｔ２）の時定数を例えば１０μｓ以上とする。これにより、動画モードと静止画モードで取得する双方の画質の向上が達成できる。ただし、この時定数については、この例に限定されるものではなく、配線の本数やフレームレート、サンプルホールドやリセット方法によって変わる。
【００２０】
図１に示される動画モードで使用されるゲート配線Ｇ１１，…，Ｇ１ｍについても、配線容量と配線抵抗の積からなる配線時定数が小さい構造が望まれており、時定数は第１のＴＦＴ（Ｔ１）の転送速度である２μｓよりも小さい速度が望まれる。また、静止画モードで使用する配線Ｇ２１，…，Ｇ２ｍについては、小さい時定数は要求されていない。しかし、あまり配線が太いと、光電変換素子の開口率を低下させる原因になったり、信号配線との交差面積の増加により信号配線容量が大きくなり、ノイズが増加したりするので、適正な時定数が望まれる。また、切換部１０２で使用されるスイッチのトランジスタについても同様で、２μｓよりも十分小さい速度が望まれている。この切換部１０２は、多結晶シリコンなどを用いて、画素をマトリックス状に配置した絶縁基板上に形成しても構わないし、絶縁基板と接続するゲートドライバーＩＣやゲートドライバー回路であるＰＣＢ（プリントサーキットボード）上に形成しても構わない。
【００２１】
図２は、図１と同じ画素を使用し、２つのゲートドライバー回路１０５，１０６を用いて制御する例を示した図である。動画モードで使用されるゲート配線Ｇ１１，…，Ｇ１ｍは、第１のゲートドライバー回路１０５を用いて制御されており、静止画モードで使用する配線Ｇ２１，…，Ｇ２ｍは、第２のゲートドライバー回路１０６を用いて制御されている。また、２つのゲートドライバー回路１０５，１０６の一方を選択するための切換部１０７が別に設けられている。図１で、切換部１０２を絶縁基板上に形成する場合は、切換部１０２を形成するためには多結晶シリコンプロセスが一般的に使用される。また、切換部１０２を絶縁基板の外部回路に形成する場合、外部回路と絶縁基板内の配線との接続本数が増加し、接続間隔が狭くなりプロセスが難しくなる。しかし、図２に示すような構成では、多結晶シリコンなど基板上に切換部１０７を形成するプロセスを用いなくて良く、双方向からドライブするため、一辺あたりの外部回路と絶縁基板内の配線との接続本数が少なくてすみ、接続プロセスが複雑化しない利点がある。
【００２２】
図３は、図１に示す等価回路図の、光電変換素子Ｃ１１及びＴＦＴ（Ｔ１，Ｔ２）からなる１画素を表した図である。この１画素は、光電変換層Ｃ１１Ａ、光電変換素子上部電極Ｃ１１Ｂ、及び光電変換素子下部電極Ｃ１１Ｃからなる光電変換素子Ｃ１１と、光電変換素子Ｃ１１と接続される第１のＴＦＴ（Ｔ１）、第２のＴＦＴ（Ｔ２）とを備える。また、第１のＴＦＴ（Ｔ１）、第２のＴＦＴ（Ｔ２）を介して光電変換素子Ｃ１１と接続される信号配線Ｓ１と、第１のＴＦＴ（Ｔ１）を制御する第１のゲート配線Ｇ１１と、第２のＴＦＴ（Ｔ２）を制御する第２のゲート配線Ｇ２１も備える。第１のＴＦＴ（Ｔ１）は動画モード用のＴＦＴで、第２のＴＦＴ（Ｔ２）は静止画モード用のＴＦＴを表している。図示のように、第１のＴＦＴ（Ｔ１）は第２のＴＦＴ（Ｔ２）よりもチャネル幅が長く、チャネル長が短くなっている。これにより、第１のＴＦＴ（Ｔ１）は動作抵抗が低く高速駆動が可能で、第２のＴＦＴ（Ｔ２）は動作抵抗が高いためショットノイズを防止でき、ノイズ増加につながるＴＦＴリーク電流も少なくなる。
【００２３】
また、動画モードで使用する第１のゲート配線Ｇ１１は、静止画モードで使用する第２のゲート配線Ｇ２１と比較して配線幅が太くなっている。これにより、動画用のゲート配線のみ配線時定数を低減することができる。このとき、信号配線Ｓ１や共通電極配線との交差部面積が増加することで、配線容量が増加し、その結果、配線時定数が大きくなっては意味が無いので、例えば、交差部の面積だけは同じにし、容量を形成しない箇所だけ配線幅を太くすると良い。
【００２４】
光電変換層Ｃ１１Ａには、ＰＩＮ型のフォトダイオードを用いても構わないし、ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）型の光電変換層を用いても構わない。また、光電変換層にはＸ線を直接電荷に変換するアモルファスセレンやカドミウム系材料を用いても構わない。また、ＴＦＴとＴＦＴに接続される各配線を形成した後、その上部に低誘電な例えば有機絶縁膜を形成し、更にその上に光電変換素子を形成すると、ＴＦＴの上部に光電変換素子をオーバーラップすることが可能である。そのため、ＴＦＴのレイアウト自由度が増え、Ｗ／Ｌ（Ｗはチャネル幅、Ｌはチャネル長）を小さくしたり、逆に大きくしたりするなど、動作抵抗を任意に設定しやすくなる。
【００２５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係わる撮像装置の簡易等価回路図である。図５は、本発明の第２の実施形態に係わる画素の平面図である。図６（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係わる画素の平面図で、図５とは異なる例を示した図である。図６（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係わる画素の平面図で、図５の画素を形成する途中工程を示した図である。図７は、本発明の第２の実施形態に関わる駆動のタイミングチャートである。
【００２６】
図４において、動画モード用のＴＦＴ（Ｔ１）は、ＴＦＴを１つ接続しており、静止画モード用のＴＦＴ（Ｔ２）は、ＴＦＴを２つ直列に接続している。このような構成にすると、静止画モード用のＴＦＴ（Ｔ２）は、リーク電流が減少し、高画質な静止画像を取得することができる。また、このような構成は、多結晶シリコンＴＦＴを使用したときに特に有効で、Ｔ１と比較してＴ２は動作抵抗を約２倍にすることが可能である。動作抵抗は、オン抵抗とも言う。また、多結晶シリコン部のグレインバウンダリー（結晶粒界境界）がソース・ドレイン電極間でつながってしまうとリーク電流が極端に増加する可能性があるが、直列で２つ接続すると、一方のＴＦＴである確率でグレインバウンダリーを通じたリーク電流が発生しても、他方のＴＦＴでリーク電流を防ぐことが可能となる。図４では、ＴＦＴ（Ｔ２）を、同じＴＦＴを２つ直列に接続して構成しているが、複数個配置しても構わないし、Ｔ１と比較しＴ２のチャネル幅Ｗやチャネル長さＬを変えても良く、Ｗ／Ｌを小さくしても構わない。
【００２７】
次に、本実施形態の第１のＴＦＴ（Ｔ１）と第２のＴＦＴ（Ｔ２）の転送能力について説明する。図４には示していないが、例えば、第１のＴＦＴ（Ｔ１）は、動画モードでの撮影用に動作抵抗が低いＴＦＴを用いている。また、図４に示す第１のＴＦＴ（Ｔ１）及び第２のＴＦＴ（Ｔ２）は、後述の図５に示すように、双方ともトップゲート型の多結晶シリコンＴＦＴを用いている。多結晶シリコンＴＦＴは、非晶質シリコンＴＦＴと比較し移動度が高く、５０〜２００ｃｍ2／Ｖｓ程度である。このため、小さいＴＦＴで動作抵抗を低くすることができ、第１のＴＦＴ（Ｔ１）（動画モード用）の転送速度は、例えば０．１μｓ以下が可能になる。しかし、瞬間的に流れる電流量が動作抵抗に反比例して増加するため、電流量に起因するショットノイズが増加してしまう。そこで、静止画モードのＴＦＴ（Ｔ１）については、複数のＴＦＴを直列に接続し、チャネル個数を増やすことでリーク電流を防止し転送時定数を増加させ、リーク電流に関わるノイズやショットノイズを低減している。静止画モード用の第２のＴＦＴ（Ｔ２）は、例えば転送速度は１μｓ以上とし、そのためにＴＦＴを例えば５個程度直列で接続すると良い。また、転送時定数を増加させるためにＷ／Ｌを調整しても構わない。
【００２８】
更に、動画モード用ＴＦＴ（Ｔ１）と静止画モード用ＴＦＴ（Ｔ２）について、多結晶シリコンの平均結晶含有体積や平均結晶粒径を変えることで、動作抵抗を変えても構わない。また、動画モード用ＴＦＴ（Ｔ１）を多結晶シリコンとし、静止画モード用ＴＦＴ（Ｔ２）を非晶質シリコンとし転送速度を変えても構わない。これは、例えばトップゲート型ＴＦＴにおいて、予め第１のＴＦＴ（Ｔ１）のチャネル部を形成する箇所に成膜した非晶質シリコン部をレーザーアニールにより多結晶シリコンに形成し、第２のＴＦＴ（Ｔ２）のチャネル部を形成する箇所をレーザーアニールしないなど、選択的にレーザーアニールを行うことで可能となる。また、同様にレーザーアニールする時間や方向、チャネルの形成方向などを変え、結晶粒の体積やサイズを変えてもよい。これにより、第１のＴＦＴ（Ｔ１）のチャネル部の平均結晶含有体積もしくは粒径を大きくし、第２のＴＦＴ（Ｔ２）のチャネル部の平均結晶含有体積もしくは粒径を小さくすることができる。
【００２９】
図５は、図４に示す等価回路図の、光電変換素子Ｃ１１及びＴＦＴ（Ｔ１，Ｔ２）からなる１画素を表した図である。この１画素は、光電変換層Ｃ１１Ａ、光電変換素子上部電極Ｃ１１Ｂ、及び光電変換素子下部電極Ｃ１１Ｃからなる光電変換素子Ｃ１１と、光電変換素子Ｃ１１と接続される第１のＴＦＴ（Ｔ１）、第２のＴＦＴ（Ｔ２）とを備える。また、第１のＴＦＴ（Ｔ１）、第２のＴＦＴ（Ｔ２）を介して光電変換素子Ｃ１１と接続される信号配線Ｓ１と、第１のＴＦＴ（Ｔ１）を制御する第１のゲート配線Ｇ１１と、第２のＴＦＴ（Ｔ２）を制御する第２のゲート配線Ｇ２１も備える。第１のＴＦＴ（Ｔ１）は動画モード用のＴＦＴで、第２のＴＦＴ（Ｔ２）は静止画モード用のＴＦＴを表している。図示のように、第１のＴＦＴ（Ｔ１）はゲート電極が１箇所配置されているのに対し、第２のＴＦＴ（Ｔ２）はゲート電極が２箇所に配置されている。この結果、ゲート電極下部に形成されるＴＦＴのチャネル部の個数が第１のＴＦＴ（Ｔ１）では１つであるのに対し、第２のＴＦＴ（Ｔ２）では２つになる。そのため、第１のＴＦＴ（Ｔ１）は第２ＴＦＴ（Ｔ２）に比べての動作抵抗が半分程度になっている。前述のように、第２のＴＦＴ（Ｔ２）は、スペースにゆとりがあれば、２つではなく５つのＴＦＴを直列で接続しても構わない。
【００３０】
図６は、図５と異なる例を示した、光電変換素子Ｃ１１及びＴＦＴ（Ｔ１，Ｔ２）からなる１画素を表した図である。図６（ａ）に示す第１のＴＦＴ（Ｔ１）は多結晶シリコンからなり、第２のＴＦＴ（Ｔ２）は非晶質シリコンからなる。これも、前述のように、ＴＦＴを形成する領域に、予めレーザーアニールをする領域としない領域を設け、１画素内に大きく異なる動作抵抗を有するＴＦＴを形成することが特徴である。画素サイズやレーザーアニールの精度にもよるが、場合によってはＴＦＴ間の距離を十分にとることができるような配置で形成する必要がある。図６（ｂ）は、ＴＦＴ形成前に半導体層にレーザーアニールする領域を示した図である。図６（ｂ）は、レーザーアニールを半導体層パターン形成前に当てた例を示している。第１のＴＦＴ（Ｔ１）の配置予定領域に予めレーザーアニールを施すことで、第１のＴＦＴ（Ｔ１）のみ多結晶シリコンＴＦＴにし、第２のＴＦＴ（Ｔ２）は非晶質シリコンＴＦＴとし、動作抵抗を変えることが可能になる。また、レーザーの照射エネルギーを変え、第１のＴＦＴ（Ｔ１）と第２のＴＦＴ（Ｔ２）の結晶粒界のサイズを変えたり、結晶粒界の体積を変えることで、動作抵抗を変更したりすることが可能になる。
【００３１】
図７は、図１及び図４の簡易等価回路図で示される撮像装置の駆動時のタイミングチャートを示した図である。動画モードではＳＷ１１によりＧ１とＧ１１を接続し、ＳＷ２１によりＶＬとＧ２１を接続することで、第１のＴＦＴ（Ｔ１）による動画モードの駆動を行うことが可能である。モードを決定したら、Ｘ線を照射し、第１のＴＦＴ（Ｔ１）を駆動し、電荷を信号配線Ｓ１へ転送する。転送後は信号処理回路１０３にてサンプルホールド（ＳＭＰＬ）をかけ、順次転送する。転送後は、次ラインの電荷を再度信号配線Ｓ１へ転送する。次に、静止画モードへ切り換える際には。ＳＷ１１とＳＷ２１を切り換え、第２のＴＦＴ（Ｔ２）により駆動する。この際は、第１のＴＦＴ（Ｔ１）と比較し動作抵抗が高いため、シフトレジスタにより制御されたＴＦＴのオン電圧印加時間を長めに取る必要がある。
【００３２】
光電変換層には、ＰＩＮ型のフォトダイオードを用いても構わないし、ＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor）型の光電変換層を用いても構わない。また、光電変換層にはＸ線を直接電荷に変換するアモルファスセレンやカドミウム系材料を用いても構わない。
【００３３】
また、ＴＦＴとＴＦＴに接続される各配線を形成した後、その上部に低誘電な例えば有機絶縁膜を形成し、更にその上に光電変換素子を形成してもよい。そうすると、ＴＦＴの上部に光電変換素子をオーバーラップすることが可能で、ＴＦＴのレイアウト自由度が増え、特に直列で接続するＴＦＴの個数などを増やし、動作抵抗を任意に設定しやすくなる。
【００３４】
図８（ａ）、（ｂ）は本発明に係わる放射線（Ｘ線）撮像装置の実装形態の模式的構成図及び模式的断面図である。光電変換素子とＴＦＴはセンサ基板６０１１内に複数個形成され、シフトレジスタＳＲ１と検出用集積回路ＩＣが実装されたフレキシブル回路基板６０１０が接続されている。フレキシブル回路基板６０１０の逆側は回路基板ＰＣＢ１、ＰＣＢ２に接続されている。センサ基板６０１１の複数枚が基台６０１２の上に接着され大型の光電変換装置を構成する基台６０１２の下には処理回路６０１８内のメモリ６０１４をＸ線から保護するため鉛板６０１３が実装されている。センサ基板６０１１上にはＸ線を可視光に変換するためのシンチレーター（蛍光体層）６０３０たとえばＣｓＩが、蒸着されている。図８（ｂ）に示されるように全体をカーボンファイバー製のケース６０２０に収納している。
【００３５】
図９は本発明に係わるＸ線撮像装置のＸ線診断システム（放射線撮像システム）への応用例を示した図である。Ｘ線チューブ６０５０（放射線源）で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、シンチレーターを上部に実装した光電変換装置６０４０（シンチレーターを上部に実装した光電変換装置は放射線撮像装置を構成する）に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレーターは発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタル信号に変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。なお、放射線撮像システムは、撮像装置と、撮像装置からの信号を処理する信号処理手段とを少なくとも有する。
【００３６】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示手段となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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